1、第3章 建筑結構材料jianzhujiegoucailiao目錄鋼筋混凝土結構材料3.1砌體結構材料及其力學性能3.2建筑鋼材3.3技能訓練3.49/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土水泥+ 水石子、沙子混凝土水泥膠體粗細骨料一、混凝土的基本強度指標立方體抗壓強度標準值:fcuk定 義：為150mm的立方體試件，標養28天抗壓強度150mm150mm150mm強度等級：C15,C20,C25,C30,C35,C40,C45,C50C80共14級 C 混凝土 15 立方體抗壓強度的標準值為15N/mm29/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土9/19/20223.1 鋼

2、筋混凝土結構材料-混凝土軸心抗壓強度 fck設計強度指標定義： 軸心抗壓強度是指按照標準方法制作養護的截面為150mm150mm高300mm的棱柱體，在28天齡期用標準試驗方法測得的抗壓強度。150mm300mmb.折算公式：軸心抗壓強度與立方體抗壓強度比值高強混凝土脆性折減系數0.88經驗折減系數9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土軸心抗拉強度混凝土的抗拉強度比抗壓強度低得多，一般只有抗壓強度的5%10%9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土OA彈性階段AB微裂縫開展BC彈塑性，豎向裂縫形成CD下降段混凝土是彈塑性材料規范提出的混凝土應力-應變曲線表達式受壓混凝

3、土一次短期加荷的應力-應變曲線二、混凝土的變形9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土原點彈性模量定義：過原點作切線的斜率取值：變形模量割線模量：原點和任意點作割線的斜率。切線模量：過任一點作切線的斜率為時的切線模量剪切模量：根據彈性模量和泊松比確定： 混凝土的變形模量9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土影響因素：配合比、養護、應力條件對構件影響：增大變形；引起內力重分布；引起預應力損失徐變砼在長期荷載作用下隨時間而增長的變形原因 ：水泥膠凝體的流動性及內部微裂縫開展9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土原 因 ：水分蒸發；凝膠體收縮影響因素：環境、水

4、泥強度、配合比、養護、 體表比影 響：構件產生裂縫；引起預應力損失收縮砼在空氣中硬化體積減小的現象9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土建筑工程中，鋼筋混凝土構件的混凝土強度等級不應低于C15;當采用HRB335級鋼筋時，不宜低于C20;當采用HRB400和RRB400級鋼筋以及承受重復荷載的構件，不得低于C20;預應力混凝土結構不應低于C30;采用鋼絞線、鋼絲、熱處理鋼筋作預應力鋼筋時，不宜低于C40.三、混凝土的選用9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋一、鋼筋的種

5、類及選用強度高，塑性低強度高，粘結性好強度高預應力鋼筋鋼筋熱軋鋼筋鋼 絲鋼絞線熱處理鋼筋HPB235HRB335HRB400RRB400光圓鋼筋變形鋼筋變形鋼筋變形鋼筋非預應力鋼筋強度塑性弱強高低9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋一、鋼筋的種類及選用鋼材的分類 按化學成份分類 鋼材碳素鋼合金鋼低碳鋼（含碳量 0.6%）9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋二、鋼筋的力學性能有明顯屈服點（軟鋼）0dabceoa彈性階段bc屈服階段cd硬化階段 de頸縮階段 d0條件屈服

6、點 0.2 是殘余應變為0.2%時的應力c條件屈服強度0.2=0.85 fu無明顯屈服點（硬鋼）c0.20.2%a比例極限fp B下屈服強度fy d極限強度fu 1. 強度相關是鋼筋強度的設計依據屈強比反映鋼筋的強度儲備，fy/fu=0.60.7。9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋沖擊韌性：是對于鋼結構使用鋼材的特殊要求，是檢驗鋼材對于沖擊荷載的承受能力。2. 塑性性能伸長率：鋼材拉斷后的塑性變形量較鋼材原始尺度的變化率，是衡量鋼材變形能力的重要指標。冷彎指標：是檢驗鋼材冷加工性能的指標，對于鋼筋與鋼板，其冷彎指標是指在常溫下被檢驗材料對于某一相對的半徑（相對板材厚度與鋼筋直徑

7、）的彎曲角度。伸長率: 越大, 鋼筋延性或塑性越好9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋3. 鋼材的加工性能常見的建筑工程鋼材加工有冷加工、熱加工兩類：冷加工：板材、線材的冷彎；線材的冷拉、冷拔；熱加工：焊接。冷拉后的鋼筋沒有明顯的屈服階段，如B圖。冷拉卸載后經過一段時間的停滯，再對其張拉，會重新恢復屈服階段而呈現出屈服強度提高的應力應變圖形；這種現象被稱為冷做硬化現象；冷拉僅提高鋼筋的抗拉強度，不提高其抗壓強度；0AB冷拉9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-鋼筋冷拔是指將光圓鋼筋以強力拉拽使其通過小直徑的硬質合金模具，使其截面減小而長度增長；冷拔后的鋼筋的強度會大大提高

8、；冷拔后鋼筋的塑性會降低；冷拔后的鋼筋與之前的鋼筋不屬于同一種鋼筋。0冷拔9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結一、粘結力的概念若鋼筋與混凝土有相對變形（滑移），應會在鋼筋和混凝土交界面上，產生沿鋼筋軸線方向的相互作用力。它反映的是鋼筋與混凝土交界面上沿鋼筋縱向的抗剪能力。9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結（1） 混凝土收縮將鋼筋緊緊握固而產生的摩擦力；（2） 混凝土顆粒與鋼筋表面產生的化學粘合力；（3）由于鋼筋表面凹凸不平與混凝土之間產生的機械咬合力。二、粘結力的組成9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結9/1

9、9/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結錨固鋼筋的外形系數 0.170.160.130.190.140.16鋼筋外形系數 七股鋼絞線 三股鋼絞線螺旋肋鋼絲三面刻痕鋼絲帶肋鋼筋光面鋼筋鋼筋類型1、縱向受拉鋼筋的基本錨固長度9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結末端與短鋼筋雙面貼焊末端帶135彎鉤末端與鋼板穿孔塞焊9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結2、一定的搭接長度鋼筋搭接fyt fy1.3llll搭接區鋼筋凈間距的減小使得粘結強度降低。因此規范取搭接長度為錨固長度乘與一個大于1的系數。ll =z la 搭接接頭面 積百分率

10、（%）2550100z1.21.41.69/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結規范規定，兩搭接接頭的中心距應不小于1.3l1，否則，則認為兩搭接接頭屬于同一搭接范圍。對于縱向受壓鋼筋，其搭接長度不應少于0.7l1，且不小于200mm。 在縱向受力鋼筋搭接長度范圍內應加密配置箍筋，見圖，其直徑不應小于搭接鋼筋較大直徑的0.25倍。 9/19/20223.1 鋼筋混凝土結構材料-混凝土與鋼筋的粘結在錨固區或受力鋼筋搭接長度范圍內應配置箍筋以改善鋼筋與混凝土的粘結性能。在錨固長度范圍內，箍筋直徑不宜小于錨固鋼筋直徑的1/4，間距不應大于單根錨固鋼筋直徑的10倍(采用機械錨固

11、措施時不應大于5倍)，在整個錨固長度范圍內箍筋不應少于3個。 在受力鋼筋搭接長度范圍內，箍筋直徑不宜小于搭接鋼筋直徑的1/4；箍筋間距在鋼筋受拉時不大于100mm且不大于搭接鋼筋較小直徑的5倍，在鋼筋受壓時不大于200mm且不大于搭接鋼筋較小直徑的10倍。9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能3.2.1 塊材按孔洞率分：普通磚： 沒有空洞或空洞率15。多孔磚： 15 空洞率35 空心磚：空洞率35 按生產工藝分：燒結磚蒸壓1.磚9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能燒結普通磚燒結空心磚燒結多孔磚灰砂磚3.2.1 塊材9/

12、19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能3.2.1 塊材1.磚規格：240mm115mm90mm（P型） 190mm190mm90mm（M型）按抗壓強度：MU10、 MU15、 MU20、 MU25、 MU30五個等級。規格：240mm115mm53mm按抗壓強度：MU10、 MU15、 MU20、 MU25、 MU30五個等級。外觀要求：尺寸準確、無裂紋、掉角、缺棱和翹曲等現象。（1）燒結普通磚粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚（2）燒結多孔磚在常溫下，磚砌體應在砌筑前12d澆水潤濕，以免在砌筑時由于磚吸收砂漿中的大量水分，使砂漿流動性降低，砌筑困難，影響砂漿的粘結強度。 按抗壓強度：

13、MU10(防潮層以上）、 MU15、 MU20、 MU25四個等級。（3）蒸壓灰砂磚=石灰+砂按抗壓強度： MU7.5、 MU10、 MU15、 MU20四個等級。（4）蒸壓粉煤灰磚粉煤灰+石灰+石膏+骨料參料9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-塊材1.磚P型多孔砌筑的磚墻9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-塊材主規格尺寸為390mm190mm190mm 砌塊按形狀來分有實心砌塊和空心砌塊兩種；按制作原料來分有混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊、粉煤灰砌塊和各種輕骨料混凝土砌塊。 按抗壓強度： MU3.5、 MU5.0、 MU7.5、 MU10、MU15、 MU20

14、六個等級。2.砌塊9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-塊材粉煤灰加氣混凝土砌塊砌塊砌體粉煤灰承重空心砌塊3.2.1 塊材9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-塊材3.2.1 塊材1）毛石2）料石按抗壓強度： MU20、 MU30、 MU40、 MU50、 MU60、 MU80 、 MU100七個等級。9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-塊材毛石毛石擋土墻料石3.2.1 塊材9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-砂漿組成：由膠凝材料、細骨料和水（摻合料）按一定的比例配制而成；分類：按用途分為砌筑砂漿和抹面砂漿； 按所用材料，分為水泥砂漿

15、、混合砂漿、石灰砂漿等；3.2.2 砂漿9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-砂漿3.2.3 砌體種類（1）磚 砌 體 由磚和砂漿砌筑而成的整體材料（2）石材砌體 由石材和砂漿或混凝土砌筑而成的整體材料（3）砌塊砌體 由砌塊和砂漿砌筑而成的整體材料（4）配筋砌體 在砌體內的不同部位以不同的方式設置鋼筋或鋼筋混凝土。（5）組合砌體 組合磚砌體可分為外包式組合磚砌體和內嵌式組合磚砌體。9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-砂漿3.2.4 砌體的強度-齡期28天的強度（1）砌體受壓破壞特征 壓力較小時，從外觀上看不出任何損壞現象 個別單塊磚內出現局部裂縫 砌體分割成偏心受

16、壓的“小柱體”，砌體的橫向變形加大9/19/20223.2 砌體結構材料及其力學性能-砂漿3.2.4 砌體的強度（2）影響砌體強度的主要因素 塊材強度越高，厚度越大，砌體強度越高； 砂漿強度越高，和易性和保水性越好砌體強度越高； 砌筑質量（包括飽滿度、砌筑時磚的含水率、操作人員的技術水平）；9/19/20223.3 建筑鋼材3.3.1 建筑鋼材的品種規格1、品種建筑工程常用碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼1）碳素結構鋼碳素結構鋼的牌號：質量等級代號：A、B、C、D屈服點數值（N/mm2）： 195、215、235、255、275鋼材屈服點代號：Q脫氧程度代號：F，b9/19/20223.3 建筑鋼材3.3.1 建筑鋼材的品種規格2）低合金高強度結構鋼低合金高強度結構鋼的牌號：質量等級代號：A、B、C、D、E屈服點數值（N/mm2）：295、345、390、420、460鋼材屈服點代號：Q注：低合金高強度結構鋼的A、B級屬于鎮靜鋼，C、D、E級屬于特殊鎮靜鋼。9/19/20223.3 建筑鋼材3.3.1 建筑鋼材的品種規格2、規格1）熱軋鋼